纺织布匹缺陷检测装置及其检测方法

1.本发明属于纺织品材料检测方法技术领域，涉及一种纺织布匹缺陷检测装置，还涉及上述检测装置的检测方法。


背景技术：

2.在布匹制造过程中，随着加工层次的增加，发生疵点的几率也就随之升高，面对类型众多的疵点，包括松经纬、污染、起经毛、开口不清、破洞等。通常采用的缺陷检测方式有两种：人工视觉缺陷检测和机器视觉检测。在人工视觉检测中，从学习疵点到操作检测，从生疏到熟练，都需要长时间的培训过程；即便是熟练工，也容易造成生理、心理上的疲劳，致使检测效率极低。目前常用机器视觉来代替人工视觉缺陷检测。在机器视觉检测中，通常引入深度学习技术，通过对大量疵点图片的不断训练、优化，应用深度神经网络等先进算法实现可见光图像的智能处理，并结合过滤算法快速识别布匹缺陷，在这容易出错的检测过程中达到更高的检测准确率。然而，机器视觉主要是基于深度学习的先进算法来实现缺陷的识别，不可避免海量数据的图像处理过程，产生数据处理时间延迟，并且数据处理过程中也会产生缺陷识别的误差率，尤其是针对首次出现的具有新型特征的缺陷。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种纺织布匹缺陷检测装置，解决了现有技术中存在的产生缺陷识别的误差的问题。
4.本发明所采用的技术方案是，纺织布匹缺陷检测装置，包括驱动控制系统，驱动控制系统连接有半导体激光器阵列，半导体激光器阵列的出射光路上依次设置有快慢轴准直镜、光束分束器，光束分束器分别连接有传输成像系统、光电探测系统，传输成像系统还连接有轴外光束控制系统。
5.本发明的特点还在于：
6.光电探测系统包括光电探测器，光电探测器通过数据采集器连接有计算机，光电探测器与光束分束器连接。
7.还包括有用于控制纺织布匹制造启停的运动控制系统，运动控制系统与计算机连接。
8.本发明的另一目的是提供一种纺织布匹缺陷检测方法。
9.本发明所采用的另一技术方案是，纺织布匹缺陷检测方法，采用上述纺织布匹缺陷检测装置，包括以下步骤：
10.步骤1、半导体激光器阵列发出的光束经过快慢轴准直镜后准直出射；
11.步骤2、快慢轴准直镜射出的光束通过光束分束器分成两部分光束，一束入射至传输成像系统，另一束入射至光电探测器；
12.步骤3、进入传输成像系统的光束在检测纺织布匹上形成致密线阵光斑，同时轴外光束控制系统控制成像光束中的轴外光束，消除轴外光束形成的像差；
13.步骤4、检测纺织布匹上的致密线阵光斑部分光束沿传输成像系统、光束分束器、快慢轴准直镜，反馈至半导体激光器阵列，形成自混合干涉信号；
14.步骤5、自混合干涉信号经过快慢轴准直镜、光束分束器后，一束入射至传输成像系统，另一束入射至光电探测器探测，数据采集器采集光电探测器的自混合干涉信号发送至计算机，计算机通过对自混合干涉信号强度变化量的判断，实现纺织布匹缺陷的检测。
15.还包括步骤6，当检测到纺织布匹出现缺陷时，计算机控制运动控制系统停止织布。
16.本发明的有益效果是：
17.本发明纺织布匹缺陷检测方法，通过半导体激光器辐照至纺织布匹表面，纺织布匹表面反射光反馈回半导体激光器腔中自混合干涉信号强度的变化量，判断纺织布匹缺陷，无需复杂算法的应用，能实时快速响应检测，避免海量数据处理所造成的检测响应速度慢、识别误差的弊端。纺织布匹缺陷检测装置，结构简单，能提高检测精度和效率。
附图说明
18.图1是本发明纺织布匹缺陷检测装置的结构示意图；
19.图2是本发明纺织布匹缺陷检测方法的检测结果图。
20.图中：1.驱动控制系统，2.半导体激光器阵列，3.快慢轴准直镜，4.光束分束器，5.传输成像系统，6.轴外光束控制系统，7.光电探测器，8.运动控制系统，9.计算机，10.数据采集器。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
22.纺织布匹缺陷检测装置，如图1所示，包括驱动控制系统1，驱动控制系统1连接有半导体激光器阵列2，驱动控制系统1用于为半导体激光器阵列2提供驱动电源，并对半导体激光器的工作温度进行控制。半导体激光器阵列2的出射光路上依次设置有快慢轴准直镜3、光束分束器4，光束分束器4分别连接有传输成像系统5、光电探测系统，传输成像系统5还连接有轴外光束控制系统6，轴外光束控制系统6控制传输成像系统5的成像光束中的轴外光束，消除轴外光束形成的像差。光电探测系统包括光电探测器7，光电探测器7通过数据采集器10连接有计算机9，光电探测器7与光束分束器4连接。还包括有用于控制纺织布匹制造启停的运动控制系统8，运动控制系统8与计算机9连接，当检测到纺织布匹出现缺陷时，控制停止纺织。
23.纺织布匹缺陷检测方法，具体包括以下步骤：
24.步骤1、驱动控制系统1为半导体激光器阵列2提供驱动电源，并对半导体激光器的工作温度进行控制，半导体激光器阵列2发出的光束经过快慢轴准直镜3后准直出射；
25.步骤2、快慢轴准直镜3射出的光束通过光束分束器4分成两部分光束，一束入射至传输成像系统5，另一束入射至光电探测器7；
26.步骤3、进入传输成像系统5的光束在检测纺织布匹上形成致密线阵光斑，同时轴外光束控制系统6控制成像光束中的轴外光束，消除轴外光束形成的像差；
27.步骤4、检测纺织布匹上的致密线阵光斑部分光束沿传输成像系统5、光束分束器
4、快慢轴准直镜3，纺织布匹对光反射形成多普勒效应，并反馈至半导体激光器阵列2，形成自混合干涉信号；当纺织布匹中出现缺陷时，纺织布匹表面对激光的反射率造成影响，从而影响自混合干涉信号强度。布匹缺陷检测的自混合干涉信号如图2所示，图中直线表示未有缺陷的信号；当照射至布匹缺陷上时，出现条纹状的自混合干涉信号。
28.步骤5、自混合干涉信号经过快慢轴准直镜3、光束分束器4后，一束入射至传输成像系统5，另一束入射至光电探测器7探测，数据采集器10采集光电探测器7的自混合干涉信号发送至计算机9，计算机9通过对自混合干涉信号强度变化量的判断，实现纺织布匹缺陷的检测；
29.步骤6、当检测到纺织布匹出现缺陷时，计算机9控制运动控制系统8停止织布。
30.通过以上方式，本发明纺织布匹缺陷检测方法，通过半导体激光器辐照至纺织布匹表面，纺织布匹表面反射光反馈回半导体激光器腔中自混合干涉信号强度的变化量，判断纺织布匹缺陷，无需复杂算法的应用，能实时快速响应检测，避免海量数据处理所造成的检测响应速度慢的弊端。本发明纺织布匹缺陷检测装置，结构简单，能提高检测效率。


技术特征：
1.纺织布匹缺陷检测装置，其特征在于，包括驱动控制系统(1)，所述驱动控制系统(1)连接有半导体激光器阵列(2)，所述半导体激光器阵列(2)的出射光路上依次设置有快慢轴准直镜(3)、光束分束器(4)，所述光束分束器(4)分别连接有传输成像系统(5)、光电探测系统，所述传输成像系统(5)还连接有轴外光束控制系统(6)。2.根据权利要求1所述的纺织布匹缺陷检测装置，其特征在于，所述光电探测系统包括光电探测器(7)，所述光电探测器(7)通过数据采集器(10)连接有计算机(9)，所述光电探测器(7)与光束分束器(4)连接。3.根据权利要求2所述的纺织布匹缺陷检测装置，其特征在于，还包括有用于控制纺织布匹制造启停的运动控制系统(8)，所述运动控制系统(8)与计算机(9)连接。4.纺织布匹缺陷检测方法，其特征在于，采用如权利要求3所述的纺织布匹缺陷检测装置，包括以下步骤：步骤1、所述半导体激光器阵列(2)发出的光束经过快慢轴准直镜(3)后准直出射；步骤2、所述快慢轴准直镜(3)射出的光束通过光束分束器(4)分成两部分光束，一束入射至传输成像系统(5)，另一束入射至光电探测器(7)；步骤3、进入所述传输成像系统(5)的光束在检测纺织布匹上形成致密线阵光斑，同时轴外光束控制系统(6)控制成像光束中的轴外光束，消除轴外光束形成的像差；步骤4、检测纺织布匹上的致密线阵光斑部分光束沿所述传输成像系统(5)、光束分束器(4)、快慢轴准直镜(3)，反馈至半导体激光器阵列(2)，形成自混合干涉信号；步骤5、所述自混合干涉信号经过快慢轴准直镜(3)、光束分束器(4)后，一束入射至传输成像系统(5)，另一束入射至光电探测器(7)探测，所述数据采集器(10)采集光电探测器(7)的自混合干涉信号发送至计算机(9)，所述计算机(9)通过对自混合干涉信号强度变化量的判断，实现纺织布匹缺陷的检测。5.根据权利要求4所述的纺织布匹缺陷检测方法，其特征在于，还包括步骤6，当检测到纺织布匹出现缺陷时，所述计算机(9)控制运动控制系统(8)停止织布。

技术总结
本发明公开了纺织布匹缺陷检测装置及其检测方法，包括驱动控制系统，驱动控制系统连接有半导体激光器阵列，半导体激光器阵列的出射光路上依次设置有快慢轴准直镜、光束分束器，光束分束器分别连接有传输成像系统、光电探测系统，传输成像系统还连接有轴外光束控制系统。通过半导体激光器辐照至纺织布匹表面，纺织布匹表面反射光反馈回半导体激光器腔中自混合干涉信号强度的变化量，判断纺织布匹缺陷，无需复杂算法的应用，能实时快速响应检测，避免海量数据处理所造成的检测响应速度慢、识别误差的弊端。纺织布匹缺陷检测装置，结构简单，能提高检测精度和效率。能提高检测精度和效率。能提高检测精度和效率。


技术研发人员：刘晖 李思嘉 靳萤鹏 樊信显 孙戬 熊玲玲 马训鸣
受保护的技术使用者：西安工程大学
技术研发日：2021.12.22
技术公布日：2022/4/22